Roques sedimentàries carbonàtiques

OBJECTIUS

1. Identificar roques sedimentàries carbonàtiques.
2. Determinar les característiques texturals de calcàries.
3. Classificar roques sedimentàries carbonàtiques des del punt de vista textural.
4. Interpretar l’origen del sediment.

MATERIAL

– Peu de rei o regle graduat
– Lupa binocular
– Mostres de mà de roques calcàries:

Calcària cristal·litzada
Packstone
Wackestone
Mudstone

PROTOCOL

Massa sovint se’ns ha ensenyat que una calcària és simplement una roca formada per carbonat de calci (CaCO₃), sense anar gaire més enllà pel que fa al seu origen, la seva edat, la seva textura i com s’interpreta des del punt de vista sedimentològic, cronològic i paleoclimàtic. Amb sort, s’ha arribat a parlar, també, que una marga és una roca mixta de gra fi formada per una determinada proporció de carbonat de calci i de silicats (producte de l’arribada de sediment detrític procedent d’algun riu que es va barrejar al mar amb el material calcari de la plataforma continental)…

El que les roques carbonàtiques estiguin formades majoritàriament per carbonat de calci és, fins a cert punt, irrellevant. Si els éssers vius aquàtics, especialment marins, tinguéssin esquelets formats majoritàriament per altres minerals diferents als del carbonat de calci (calcita i aragonita), les roques calcàries no s’anomenarien així, però continuarien tenint la mateixa importància i complexitats geològica i paleontològica.

Una roca carbonàtica o calcària és una roca formada per l’acumulació d’esquelets sencers, de fragments d’esquelets, així com de peces esquelètiques desarticulades d’éssers vius que vivien allà mateix on es va formar la roca, o en algun punt molt proper, sempre a l’interior de la mateixa conca de sedimentació (el mar, un oceà, un estany o un llac). També estan formades per un fang calcari precipitat per inducció bacteriana o producte de la bioerosió esquelètica produïda per organismes diversos. Així, la principal diferència entre les roques calcàries i les roques detrítiques no és la composició mineral, sinó que les roques calcàries són intraconcals, no s’han format a partir d’una roca preexistent que s’hagi erosionat, i les seves característiques texturals depenen directament dels éssers vius que van viure quan es va formar la roca i no dels processos d’erosió i transport.

Aquesta pràctica té com a objectiu posar en relleu la diversitat i complexitat de les roques calcàries, tant des del punt de vista sedimentològic com paleontològic.

Una de les classificacions de les roques carbonàtiques més senzilles i alhora més útils des del punt de vista interpretatiu és la següent (per a observar les calcàries és important utlitzar una lupa, observar la roca en tall fresc i, sovint, mullar la superfície):

La calcita i l’aragonita són minerals que pateixen amb facilitat recristal·litzacions. Per tant, és freqüent trobar calcàries cristal·lines de les que han desaparegut, o quasi, les restes esquelètiques que les formaven. En aquests casos, no podrem treure’n gaire informació.

Un grainstone es caracteritza perquè els esquelets i altres elements majors s’han concentrat formant una roca en la que el fang és absent. Aquesta textura implica que els corrents marins de plataforma continental han “rentat” el fang que sempre es forma per bioerosió i precipitació. Es tracta, doncs, d’un sediment d’ambient energètic elevat.

Un packstone o un wackestone es caracteritzen perquè hi ha presència de fang (micrita) entre els grans esquelètics. En el cas del packstone, la majoria dels grans es toquen, mentre que en el cas del wackestone, la gran quantitat de fang fa que els grans no es toquin. Tant l’un com l’altre s’han d’interpretar com que l’activitat biològica és intensa, amb gran producció d’esquelets (els éssers vius que viuen allà mateix) i de micrita (el fang que es forma principalment per l’activitat bioerosiva dels éssers vius que trenquen i rosseguen els esquelets d’altres organismes). En aquests casos, l’energia del medi no és suficient com perquè el fang sigui eliminat pels corrents.

Un mudstone es caracteritza per una presència testimonial de grans esquelètics, de manera que la roca està majoritàriament formada per fang micrític. Acostuma a formar-se als fondals de les conques, marines o llacunars, on s’acumula el fang i on la falta d’oxigen impossibilita l’activitat biològica. Els esquelets presents són sovint d’organismes planctònics que cauen fins al fons una vegada han mort.

Finalment, un boundstone és una roca calcària bioconstruïda, és a dir, el producte d’un relleu tridimensional format pels esquelets d’organismes que es fixen els uns als altres formant un escull (algues, coralls, etc.).

Per a cadascuna de les mostres cal fer els apartats següents:

1) Dibuixa la mostra de roca calcària. El dibuix ha de permetre fer-se idea general de la textura de la roca (ha de ser precís i ha d’estar acompanyat de l’escala. El millor és escollir una petita superfície prou representativa i copiar-la amb tot detall). No té cap sentit copiar el perímetre de la mostra, perquè la forma de la mostra de mà és irrellevant des del punt de vista de la roca (només depèn de com s’ha trencat la roca per disposar d’una mostra de mà).

2) Descriu texturalment la roca calcària (proporció d’elements esquelètics en relació a la matriu, mida dels grans, color, porositat, grau de consistència, lluïssor, etc.). No ho facis de manera esquemàtica (redacta la descripció). Utilitza l’estimador visual de percentatges:

3) Determina el nom de la roca segons la classificació textural explicada anteriorment.

4) Descriu la mida i forma dels diferents elements esquelètics i intenta diferenciar possibles grups d’organismes.

5) Realitza almenys 3 dibuixos de detall d’elements esquelètics amb l’ajuda de la lupa binocular. Si és possible, de diferents grups d’organismes (recorda posar l’escala aproximada del dibuix).

Activitats per fer a casa

6) Determina el nom de les següents roques calcàries segons la classificació textural explicada a la pràctica (les 5 fotografies corresponen a preparacions microscòpiques en làmina prima vistes amb lupa binocular (el costat llarg de les imatges fa un centímetre de longitud, aproximadament)):

Figura a (briozous)

Figura b (oncòlits)

Figura c (micrita)

Figura d (gasteròpodes, foraminífers planctònics i
fragments esquelètics d’equinoid, briozous, etc.)

Figura e (foraminífers planctònics)

7) Un conglomerat de fa 600 milions d’anys pot tenir característiques molt similars a un altre de fa 30 milions d’anys. Per què això no és possible en les roques carbonàtiques? Justifica la teva resposta.

8) Mitjançant els estimadors visuals, determina la proporció d’elements esquelètics de les següents figures f i g i classifica les roques (preparacions microscòpiques en làmina prima vistes amb lupa binocular (el costat llarg de les imatges fa un centímetre de longitud, aproximadament)):

Figura f

Figura g

9) La següent imatge (figura h) es correspon a una calcària formada per la concentració d’esquelets de gasteròpode (s’observen en diferents seccions). Dibuixa en gran un cargol d’aquesta mateixa espècie com si l’observessis senser i des de fora.

Figura h

10) Sobre el dibuix realitzat a l’apartat 9, dibuixa les línies de tall d’alguns dels exemplars de la figura h i relaciona la secció amb la figura visualitzada a la fotografia (pots reproduir a la llibreta l’esquelet).